專利名稱：質(zhì)子交換膜燃料電池堆的裝配和測試一體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及質(zhì)子交換膜燃料電池堆的制造領(lǐng)域，具體為質(zhì)子交換膜燃料電池堆的裝配和測試一體裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的質(zhì)子交換膜燃料電池堆的裝配裝置，見授權(quán)公告日2008年6月4號專利號 為200410066321. 8，其包括工作臺、壓力可調(diào)壓緊裝置、定位導(dǎo)桿，工作臺設(shè)有板式臺面，用 于支撐壓力可調(diào)壓緊裝置和需裝配與測試的燃料電池堆，壓力可調(diào)壓緊裝置設(shè)在臺面的一 端，燃料電池堆設(shè)在臺面的另一端，定位導(dǎo)桿至少設(shè)有兩根，該定位導(dǎo)桿沿軸向垂直穿設(shè)于 燃料電池堆的前后端板上，壓力可調(diào)壓緊裝置設(shè)有頂桿，該頂桿推動燃料電池堆的后端板 沿軸向向前端板方向做壓緊動作，從汽缸中伸出的頂桿頂住質(zhì)子交換膜燃料電池堆的后壓 板，由于頂桿本身有一定的重量，當(dāng)伸出汽缸后，水平頂桿在重力的作用下會微微向下掉， 因此，頂桿并不能完全垂直地作為在后壓板上，這就造成了后壓板上、下受力不均勻，從而 造成了整個電池堆各部件的上、下受力不均勻，使得電池堆的性能、穩(wěn)定性降低。此外，現(xiàn)有的質(zhì)子交換膜燃料電池堆的裝配裝置的測試裝置為各自分開的兩套獨 立裝置，質(zhì)子交換膜燃料電池堆裝配好之后需要將其從裝配裝置上取下，再在測試裝置上 進(jìn)行測試，其工作效率低下，人力成本高。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供了質(zhì)子交換膜燃料電池堆的裝配和測試一體裝置，其 使得后壓上、下受力均勻，進(jìn)而整個電池堆的各部件上、下受力均勻，確保了電池堆的性能、 穩(wěn)定性，且該裝置使得裝配和測試的工作效率高、人力成本低。質(zhì)子交換膜燃料電池堆的裝配和測試一體裝置，其技術(shù)方案是這樣的其包括工 作臺、壓力可調(diào)壓緊裝置、定位導(dǎo)桿，所述工作臺設(shè)有板式臺面，壓力可調(diào)壓緊裝置設(shè)在臺 面的后端，燃料電池堆設(shè)在臺面的前端，所述定位導(dǎo)桿沿軸向垂直貫穿質(zhì)子交換膜燃料電 池堆的前端板、后端板，其中壓力可調(diào)壓緊裝置設(shè)有頂桿，其特征在于所述頂桿連接推板， 所述推板下部配合安裝有所述板式臺面的直線導(dǎo)軌，且所述推板的底面支承于所述板式臺 面，所述推板驅(qū)動所述后端板，所述定位導(dǎo)桿貫穿所述推板；所述板式臺面的前端端部設(shè)置 有前端封板，所述定位導(dǎo)桿貫穿至所述前端封板，所述前端封板的后端面朝向所述前端板 的前端面，所述前端封板開有空氣進(jìn)氣通孔、氫氣進(jìn)氣通孔、進(jìn)水通孔、空氣排氣通孔、氫氣 排氣通孔、出水通孔，所述空氣進(jìn)氣通孔、氫氣進(jìn)氣通孔、進(jìn)水通孔、空氣排氣通孔、氫氣排 氣通孔、出水通孔對應(yīng)連接所述前端板的各個通孔，所述前端封板的頂面分別開有空氣傳 感器通孔、氫氣傳感器通孔、進(jìn)水傳感器通孔，并各自對應(yīng)連通所述前端封板的空氣進(jìn)氣通 孔、氫氣進(jìn)氣通孔、進(jìn)水通孔。其進(jìn)一步特征在于所述前端封板的下部開有導(dǎo)軌通槽，所述板式臺面的直線導(dǎo) 軌外部包裹有防水蓋，所述導(dǎo)軌通槽套于所述防水蓋外壁；所述推板的下部開有導(dǎo)軌孔，所述導(dǎo)軌孔套裝于所述防水蓋外壁；
所述質(zhì)子交換膜燃料電池堆的組件支承于所述防水蓋的上端面，所述質(zhì)子交換膜燃料 電池堆的組件位于所述定位導(dǎo)桿所形成的空腔內(nèi)；
所述壓力可調(diào)節(jié)裝置具體為氣缸，所述氣缸的后部安裝于后端封板，所述氣缸的前部 安裝于所述氣缸支承板，所述后端封板、氣缸支承板均支承于所述板式臺面，所述氣缸支承 板開有缸頭通孔，所述頂桿穿過所述缸頭通孔連接所述推板； 所述推板與所述后端板之間塞裝有墊板；
所述前端封板與所述前端板間裝有絕緣板，所述絕緣板上開有導(dǎo)通所述前端封板、前 端板的對應(yīng)通孔的連接通孔，所述絕緣板的正、反面均開有密封槽，所述密封槽內(nèi)裝有密封 件；
所述后端封板、氣缸支承板、推板、前端封板四角開有連接孔，連接桿依次貫穿所述后 端封板、氣缸支承板、推板、前端封板的對應(yīng)連接孔，所述連接桿的兩端帶有螺紋，螺帽分別 將所述連接桿的兩端緊固于所述后端封板、前端封板；
螺絲依次穿過所述導(dǎo)軌、防水蓋后緊固于所述推板的導(dǎo)軌孔上壁； 所述前端封板、氣缸支承板、后端封板緊固連接于所述板式臺面。采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)后，頂桿通過推板將力作用于后端板，由于推板的下部配合安 裝有板式臺面的直線導(dǎo)軌，推板的底面支承于板式臺面，推板不會發(fā)生傾斜或下掉，進(jìn)而使 得推板施向后端板的力上、下均勻，進(jìn)而整個電池堆的各部件上、下受力均勻，確保了電池 堆的性能、穩(wěn)定性；此外，裝配完成之后，不需取下已經(jīng)裝配好的質(zhì)子交換膜燃料電池堆，對 其施加正常工作參數(shù)，然后通過前端封板上的空氣傳感器通孔、氫氣傳感器通孔、進(jìn)水傳感 器通孔所監(jiān)測到的各項參數(shù)，即可完成對已經(jīng)裝配好的質(zhì)子交換膜燃料電池堆的測試，從 而使得該裝置使得裝配和測試的工作效率高、人力成本低。


圖1為本發(fā)明的立體圖結(jié)構(gòu)示意圖(不包含質(zhì)子交換膜燃料電池堆)； 圖2為本發(fā)明的立體圖結(jié)構(gòu)示意圖(包含質(zhì)子交換膜燃料電池堆)；
圖3為本發(fā)明的前端封板的立體圖結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明直線導(dǎo)軌、防水蓋、推板的連接結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明的絕緣板的主視圖結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5，其包括工作臺、壓力可調(diào)壓緊裝置、定位導(dǎo)桿1，工作 臺設(shè)有板式臺面2，壓力可調(diào)壓緊裝置設(shè)在板式臺面2的后端，質(zhì)子交換膜燃料電池堆3設(shè) 在板式臺面2的前端，定位導(dǎo)桿1沿軸向垂直貫穿質(zhì)子交換膜燃料電池堆3的前端板4、后 端板5，其中壓力可調(diào)壓緊裝置設(shè)有頂桿6，頂桿6連接推板7，推板7下部配合安裝有板式 臺面2的直線導(dǎo)軌8，且推板7的底面支承于板式臺面2，推板7驅(qū)動后端板5，定位導(dǎo)桿1 貫穿推板7 ；板式臺面2的前端端部設(shè)置有前端封板9，定位導(dǎo)桿1貫穿至前端封板9，前端 封板9的后端面朝向前端板4的前端面，前端封板9開有氫氣進(jìn)氣通孔10、空氣進(jìn)氣通孔 11、進(jìn)水通孔12、空氣排氣通孔13、氫氣排氣通孔14、出水通孔15，氫氣進(jìn)氣通孔10、空氣進(jìn)氣通孔11、進(jìn)水通孔12、空氣排氣通孔13、氫氣排氣通孔14、出水通孔15對應(yīng)連接前端板4 的各個通孔，前端封板9的頂面分別開有氫氣傳感器通孔16、空氣傳感器通孔17、進(jìn)水傳感 器通孔18，并各自對應(yīng)連通前端封板9的氫氣進(jìn)氣通孔10、空氣進(jìn)氣通孔11、進(jìn)水通孔12。 前端封板9的下部開有導(dǎo)軌通槽19，板式臺面2的直線導(dǎo)軌8外部包裹有防水蓋20，導(dǎo)軌 通槽19套于防水蓋20外壁；推板7的下部開有導(dǎo)軌孔21，導(dǎo)軌孔21套裝于防水蓋20外 壁；質(zhì)子交換膜燃料電池堆3的組件支承于防水蓋20的上端面，質(zhì)子交換膜燃料電池堆3 的組件位于定位導(dǎo)桿1所形成的空腔內(nèi)；壓力可調(diào)節(jié)裝置具體為氣缸21，氣缸21的后部安 裝于后端封板22，氣缸21的前部安裝于氣缸支承板23，后端封板22、氣缸支承板23均支承 于板式臺面2，氣缸支承板23開有缸頭通孔24，頂桿6穿過缸頭通孔24連接推板7 ；推板 7與后端板5之間塞裝有墊板25 ；前端封板9與前端板4間裝有絕緣板29，絕緣板29上開 有導(dǎo)通前端封板9、前端板4的對應(yīng)通孔的連接通孔，具體為空氣進(jìn)氣連接通孔30、氫氣進(jìn) 氣連接通孔31、進(jìn)水連接通孔32、空氣排氣連接通孔34、氫氣排氣連接通孔33、出水連接通 孔35，絕緣板29的正、反面均開有密封槽36，密封槽36內(nèi)裝有密封件(屬于現(xiàn)有成熟結(jié)構(gòu)， 圖中未畫出)；墊板25、絕緣板29均采用絕緣材料；后端封板22、氣缸支承板23、推板7、前 端封板9四角均開有連接孔，連接桿26依次貫穿后端封板22、氣缸支承板23、推板7、前端 封板9的對應(yīng)連接孔，連接桿26的兩端帶有螺紋，螺帽27分別將連接桿26的兩端緊固于 后端封板22、前端封板9 ；螺絲28依次穿過直線導(dǎo)軌8、防水蓋20后緊固于推板7的導(dǎo)軌 孔21上壁；前端封板9、氣缸支承板23、后端封板22緊固連接板式臺面2。其工作原理如下
通過定位導(dǎo)桿1依次連接前端封板9、質(zhì)子交換膜燃料電池堆3的前端板4、后端板5、 推板7。將質(zhì)子交換膜燃料電池堆3的其他部件放入的定位導(dǎo)桿1的空腔內(nèi)，兩側(cè)對應(yīng)的定 位導(dǎo)桿1之間的距離比質(zhì)子交換膜燃料電池堆的其他部件的寬度略大0. 02mnT0. 5mm,即， 兩側(cè)定位導(dǎo)桿1在裝配時起到外部定位的作用。將墊板25插入推板7和后端板5之間。開啟氣缸21，從汽缸21伸出頂桿6推動推板7，從而依次推動墊板25、后端板5、 質(zhì)子交換膜燃料電池堆3的其他部件、前端板4，最后壓在絕緣板29上。由于防水蓋20和 直線導(dǎo)軌8與推板7緊固連接，因此，當(dāng)推板7向前移動時，置于推板7下面的防水蓋20和 直線導(dǎo)軌8被一起帶著滑動，從而可以整體向前推動墊板25和質(zhì)子交換膜燃料電池堆3的 各組成部件，這樣完全消除了裝配時質(zhì)子交換膜燃料電池堆3各組成部件的底面所受到的 靜摩擦力，從而保證頂桿6壓緊力在部件上下部分配的均勻性，避免了質(zhì)子交換膜燃料電 池堆3上半部分壓得較緊，而下半部分壓得較松的缺陷。在壓緊裝配時，防水蓋20和直線導(dǎo)軌8從前端封板9上的導(dǎo)軌通槽19中穿過; 待氣缸21壓力上升到目標(biāo)值時，保持該壓力；之后拔出兩側(cè)所有的定位導(dǎo)桿1，進(jìn)行測試過 程從氫氣進(jìn)氣管37、空氣進(jìn)氣管38、進(jìn)水管39來的氫氣、空氣和冷卻水分別通過前端封板 9的氫氣進(jìn)氣通孔10、空氣進(jìn)氣通孔11、進(jìn)水通孔12經(jīng)由絕緣板29上的各對應(yīng)通孔進(jìn)入 質(zhì)子交換膜燃料電池堆3的各組成部件中；反應(yīng)后的空氣尾氣和氫氣尾氣、吸熱后的冷卻 水從質(zhì)子交換膜燃料電池堆3中排出后經(jīng)由絕緣板29、再通過前端封板9的空氣排氣通孔 13、氫氣排氣通孔14、出水通孔15分別排向空氣排氣管40、氫氣排氣管41、出水管42。前 端封板9頂面的氫氣傳感器通孔16、空氣傳感器通17、進(jìn)水傳感器通孔18中裝有各自的傳 感器，從而分別監(jiān)測空氣進(jìn)氣、氫氣進(jìn)氣和進(jìn)水的物理狀態(tài)參數(shù)。
權(quán)利要求
1.質(zhì)子交換膜燃料電池堆的裝配和測試一體裝置，其包括工作臺、壓力可調(diào)壓緊裝置、 定位導(dǎo)桿，所述工作臺設(shè)有板式臺面，壓力可調(diào)壓緊裝置設(shè)在臺面的后端，燃料電池堆設(shè)在 臺面的前端，所述定位導(dǎo)桿沿軸向垂直貫穿質(zhì)子交換膜燃料電池堆的前端板、后端板，其中 壓力可調(diào)壓緊裝置設(shè)有頂桿，其特征在于所述頂桿連接推板，所述推板下部配合安裝有所 述板式臺面的直線導(dǎo)軌，且所述推板的底面支承于所述板式臺面，所述推板驅(qū)動所述后端 板，所述定位導(dǎo)桿貫穿所述推板；所述板式臺面的前端端部設(shè)置有前端封板，所述定位導(dǎo)桿 貫穿至所述前端封板，所述前端封板的后端面朝向所述前端板的前端面，所述前端封板開 有空氣進(jìn)氣通孔、氫氣進(jìn)氣通孔、進(jìn)水通孔、空氣排氣通孔、氫氣排氣通孔、出水通孔，所述 空氣進(jìn)氣通孔、氫氣進(jìn)氣通孔、進(jìn)水通孔、空氣排氣通孔、氫氣排氣通孔、出水通孔對應(yīng)連接 所述前端板的各個通孔，所述前端封板的頂面分別開有空氣傳感器通孔、氫氣傳感器通孔、 進(jìn)水傳感器通孔，并各自對應(yīng)連通所述前端封板的空氣進(jìn)氣通孔、氫氣進(jìn)氣通孔、進(jìn)水通 孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)子交換膜燃料電池堆的裝配和測試一體裝置，其特征在 于所述前端封板的下部開有導(dǎo)軌通槽，所述板式臺面的直線導(dǎo)軌外部包裹有防水蓋，所述 導(dǎo)軌通槽套于所述防水蓋外壁；所述推板的下部開有導(dǎo)軌孔，所述導(dǎo)軌孔套裝于所述防水蓋外壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的質(zhì)子交換膜燃料電池堆的裝配和測試一體裝置，其特征 在于所述質(zhì)子交換膜燃料電池堆的組件支承于所述防水蓋的上端面，所述質(zhì)子交換膜燃 料電池堆的組件位于所述定位導(dǎo)桿所形成的空腔內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的質(zhì)子交換膜燃料電池堆的裝配和測試一體裝置，其特征在 于所述壓力可調(diào)節(jié)裝置具體為氣缸，所述氣缸的后部安裝于后端封板，所述氣缸的前部安 裝于所述氣缸支承板，所述后端封板、氣缸支承板均支承于所述板式臺面，所述氣缸支承板 開有缸頭通孔，所述頂桿穿過所述缸頭通孔連接所述推板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)子交換膜燃料電池堆的裝配和測試一體裝置，其特征在 于所述推板與所述后端板之間塞裝有墊板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)子交換膜燃料電池堆的裝配和測試一體裝置，其特征在 于所述前端封板與所述前端板間裝有絕緣板，所述絕緣板上開有導(dǎo)通所述前端封板、前 端板的對應(yīng)通孔的連接通孔，所述絕緣板的正、反面均開有密封槽，所述密封槽內(nèi)裝有密封 件。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的質(zhì)子交換膜燃料電池堆的裝配和測試一體裝置，其特征在 于所述后端封板、氣缸支承板、推板、前端封板四角開有連接孔，連接桿依次貫穿所述后端 封板、氣缸支承板、推板、前端封板的對應(yīng)連接孔，所述連接桿的兩端帶有螺紋，螺帽分別將 所述連接桿的兩端緊固于所述后端封板、前端封板。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的質(zhì)子交換膜燃料電池堆的裝配和測試一體裝置，其特征在 于螺絲依次穿過所述導(dǎo)軌、防水蓋后緊固于所述推板的導(dǎo)軌孔上壁。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的質(zhì)子交換膜燃料電池堆的裝配和測試一體裝置，其特征在 于所述前端封板、氣缸支承板、后端封板緊固連接于所述板式臺面。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種質(zhì)子交換膜燃料電池堆的裝配和測試一體裝置，其使得后壓上、下受力均勻，進(jìn)而整個電池堆的各部件上、下受力均勻，確保了電池堆的性能、穩(wěn)定性，且該裝置使得裝配和測試的工作效率高、人力成本低。其包括工作臺、壓力可調(diào)壓緊裝置、定位導(dǎo)桿，所述工作臺設(shè)有板式臺面，壓力可調(diào)壓緊裝置設(shè)在臺面的后端，燃料電池堆設(shè)在臺面的前端，所述定位導(dǎo)桿沿軸向垂直貫穿質(zhì)子交換膜燃料電池堆的前端板、后端板，其中壓力可調(diào)壓緊裝置設(shè)有頂桿，其特征在于所述頂桿連接推板，所述推板下部配合安裝有所述板式臺面的直線導(dǎo)軌，且所述推板的底面支承于所述板式臺面，所述推板驅(qū)動所述后端板，所述定位導(dǎo)桿貫穿所述推板。
文檔編號H01M8/10GK102074720SQ20101061440
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者曹廣益, 胡鳴若 申請人:無錫國贏科技有限公司